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TWI665654B - Liquid crystal display and gamma voltage correction method thereof - Google Patents

Liquid crystal display and gamma voltage correction method thereof Download PDF

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TWI665654B
TWI665654B TW107112407A TW107112407A TWI665654B TW I665654 B TWI665654 B TW I665654B TW 107112407 A TW107112407 A TW 107112407A TW 107112407 A TW107112407 A TW 107112407A TW I665654 B TWI665654 B TW I665654B
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Abstract

一種液晶顯示器的伽瑪電壓校正方法，其將該液晶顯示器的接地電位設定為基準電壓，接著再調整多個正伽瑪電壓及多個負伽瑪電壓其中至少一個，以使每一對伽瑪電壓的零閃爍值等於該基準電壓，進而改善液晶顯示器的畫面閃爍問題。

Description

液晶顯示器及其伽瑪電壓校正方法
本發明係有關一種改善液晶顯示器畫面閃爍的方法，特別是關於一種液晶顯示器的伽瑪(gamma)電壓校正方法。
在液晶顯示器中，伽瑪曲線及基準電壓Vcom影響液晶顯示器的顏色及畫面的平整度。由於液晶顯示器的液晶分子無法固定在某一個電壓太久，所以驅動液晶分子的伽瑪電壓就會分成正極性與負極性，當基準電壓Vcom在正伽瑪電壓及負伽瑪電壓的中心時，即基準電壓Vcom等於伽瑪曲線的中心電壓值時，與基準電壓Vcom具有相同壓差的正伽瑪電壓及負伽瑪電壓就會有相同亮度的灰階。在傳統的液晶顯示器中，伽瑪電壓為預設的固定值，無法改變，因此只能調整基準電壓Vcom，使基準電壓Vcom等於伽瑪曲線的中心電壓值。
圖8顯示傳統的液晶顯示器20，其包括伽瑪電壓電路22、源極驅動器24、基準電壓控制電路26、面板28及面板共電極30，伽瑪電壓電路22用以提供多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023，源極驅動器24從多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023中選擇所需的伽瑪電壓來驅動面板28，基準電壓控制電路26則提供基準電壓Vcom至面板共電極30，源極驅動器24提供的伽瑪電壓與 面板共電極30上的基準電壓Vcom之間的壓差決定面板上像素的灰階。
圖1顯示伽瑪曲線10及基準電壓Vcom，其中伽瑪曲線10是由多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023組成，多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023控制液晶顯示器的灰階D0-D1023。圖2顯示圖8的基準電壓控制電路26，其係利用運算放大器16產生及控制基準電壓Vcom，運算放大器16具有二輸入端及一輸出端，其中一輸入端接收一與基準電壓Vcom相關的回授信號FB_Vcom，另一輸入端接收設定信號Vset，而輸出端提供基準電壓Vcom。如圖1所示，當基準電壓Vcom 12不在伽瑪曲線10的中心電壓值14時，液晶顯示器的畫面將出現閃爍，此時可以藉由調整提供至運算放大器16的設定信號Vset來調整基準電壓Vcom 12，使其等於伽瑪曲線10的中心電壓值14，進而改善畫面閃爍問題。然而，習知調整基準電壓Vcom的方法，需要額外的運算放大器16，而且運算放大器16需要驅動電流造成額外的功率損失，運算放大器16的頻寬也限制了其無法在基準電壓Vcom快速變化時，立即校正基準電壓Vcom。此外，如圖2的波形18所示，運算放大器16提供的基準電壓Vcom會上下振盪，並非定值，這導致灰階閃爍，進而降低顯示效能。
本發明的目的在於，提出一種液晶顯示器及其伽瑪電壓校正方法。
本發明的目的之一在於，提出一種藉由修正伽瑪電壓來修正零閃爍值曲線以使零閃爍值曲線與準基電壓重疊的液晶顯示器及其方法。
根據本發明，一種液晶顯示器包括一面板、一伽瑪電壓校正 電路及一源極驅動器。該面板具有一面板共電極連接至一接地端，該面板共電極上的電壓為該面板的基準電壓。該伽瑪電壓校正電路提供多對伽瑪電壓用以控制該面板的灰階，並根據一校正信號校正該多對伽瑪電壓以使每一對伽瑪電壓的零閃爍值等於該基準電壓，其中每一對伽瑪電壓包含對應相同灰階的一正伽瑪電壓及一負伽瑪電壓，而該零閃爍值為讓該正伽瑪電壓及負伽瑪電壓呈現相同亮度的電壓值。該源極驅動器接收來自該伽瑪電壓校正電路的該多對伽瑪電壓，並將所需的伽瑪電壓提供至該面板。
根據本發明，一種液晶顯示器的伽瑪電壓校正方法，包括將該液晶顯示器的接地電位設定為基準電壓，接著根據一校正信號調整多對伽瑪電壓，以使每一對伽瑪電壓的零閃爍值等於該基準電壓。其中，每一對伽瑪電壓包含對應相同灰階的一正伽瑪電壓及一負伽瑪電壓，而該零閃爍值為讓該正伽瑪電壓及負伽瑪電壓呈現相同亮度的電壓值。
本發明的液晶顯示器無需使用運算放大器來調整基準電壓，故可以減少成本及功率損失，而且液晶顯示器的接地電位為一固定值，因此基準電壓不會發生振盪而導致灰階閃爍，具有較佳的顯示效能。
10‧‧‧伽瑪曲線
12‧‧‧基準電壓Vcom
14‧‧‧伽瑪曲線10的中心電壓值
16‧‧‧運算放大器
17‧‧‧零閃爍值曲線
18‧‧‧基準電壓Vcom的波形
20‧‧‧液晶顯示器
22‧‧‧伽瑪電壓電路
24‧‧‧源極驅動器
26‧‧‧基準電壓控制電路
28‧‧‧面板
30‧‧‧面板共電極
32‧‧‧液晶顯示器
34‧‧‧伽瑪電壓校正電路
36‧‧‧即時控制匯流排
38‧‧‧儲存單元
40‧‧‧偏移控制器
42‧‧‧校正單元
44‧‧‧加法器
46‧‧‧數位類比轉換器
48‧‧‧輸出級
50‧‧‧回授信號轉換器
圖1顯示伽瑪曲線及基準電壓Vcom；圖2顯示控制基準電壓Vcom的電路；圖3顯示本發明伽瑪電壓校正方法的流程圖4顯示應用本發明伽瑪電壓校正方法後的電路架構；圖5顯示圖3中步驟S22的第一實施例； 圖6顯示圖3中步驟S22的第二實施例；圖7顯示圖3中步驟S22的第三實施例；圖8顯示傳統的液晶顯示器；圖9顯示伽瑪曲線的中心電壓值等於基準電壓Vcom的示意圖；圖10顯示本發明的液晶顯示器；圖11顯示圖10中伽瑪電壓校正電路的第一實施例；圖12顯示圖10中伽瑪電壓校正電路的第二實施例；以及圖13顯示圖12中電路的不同配置。
圖3顯示本發明伽瑪電壓校正方法的流程。參照圖1及圖3，本發明伽瑪電壓校正方法係將液晶顯示器的接地電位GND設定為基準電壓Vcom，如步驟S20所示。接著步驟S22調整多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023其中至少一個，以使伽瑪曲線10的中心電壓值14向基準電壓Vcom靠攏，以改善液晶顯示器的畫面閃爍問題。較佳者，調整後的伽瑪曲線10的中心電壓值14等於基準電壓Vcom。圖4顯示應用本發明伽瑪電壓校正方法後的電路架構，其無需再使用運算放大器16，故可以減少成本及功率損失，而且液晶顯示器的接地電位GND為一固定值，因此基準電壓Vcom不會發生振盪而導致灰階閃爍，故具有較佳的顯示效能。
圖5顯示圖3中步驟S22的第一實施例，其包括步驟S24設定一偏移值Vos，接著步驟S26再根據偏移值Vos偏移多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023其中至少一個，以調整伽瑪曲線10的中心電壓值14。例如，可以只偏移最大的正加瑪電壓PV1023或最小 的負伽瑪電壓NV1023以調整伽瑪曲線10的中心電壓值14，或者同時偏移所有的正伽瑪電壓PV0-PV1023及負伽瑪電壓NV0-NV1023以偏移伽瑪曲線10的中心電壓值14。在已知技術中，已有電路及方法可以獲得出伽瑪電壓與基準電壓Vcom之間的差值，只要根據該差值就可以設定適當的偏移值Vos。
圖6顯示圖3中步驟S22的第二實施例，其包括步驟S28計算最大正伽瑪電壓PV1023及最小負伽瑪電壓NV1023之間的平均值Vavg。接著如步驟S30所示，取得該平均值與基準電壓Vcom之間的差值Vdif。最後進行步驟S32，根據差值Vdif偏移所有正伽瑪電壓PV0-PV1023及負伽瑪電壓NV0-NV1023，以偏移伽瑪曲線10的中心電壓值14。在其他實施例中，也可以只偏移正伽瑪電壓PV0-PV1023及負伽瑪電壓NV0-NV1023的其中一部分。
圖7顯示圖3中步驟S22的第三實施例，其包括步驟S34藉由一內部整合電路(inter-integrated circuit)計算多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023各自的偏移值，並據以調整多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023。在已知技術中，已可以利用原有的內部整合電路計算出每一個伽瑪電壓與基準電壓Vcom之間的差值，因此可以針對個別的伽瑪電壓設定適當的偏移值。在其他實施例中，也可以只對正伽瑪電壓PV0-PV1023及負伽瑪電壓NV0-NV1023的其中一部分進行偏移。
圖9顯示伽瑪曲線10。在理想狀態下，當每一對伽瑪電壓PV0及NV0、PV1及NV1...PV1023及NV1023的電壓平均值(PV0+NV0)/2、...、(PV1023+NV1023)/2等於基準電壓Vcom時，對應相同灰階的正伽瑪電壓及 負伽瑪電壓(例如對應灰階D0的正伽瑪電壓PV0及負伽瑪電壓NV0)會呈現相同的亮度，這個可以使一對伽瑪電壓呈現相同亮度的值之後稱為「零閃爍值」。但實際上，不同面板的薄膜電晶體(TFT)的饋通(feed-through)效應會對零閃爍值產生不同程度的影響，使得實際的零閃爍值曲線將偏離基準電壓Vcom。如圖9所示的實際零閃爍值曲線17，對應灰階D0的伽瑪電壓PV0及NV0的零閃爍值Vzf0是高於中心電壓值14，對應灰階D1023的伽瑪電壓PV1023及NV1023的零閃爍值Vzf1023為低於中心電壓值14。本發明的目的之一在於藉由修正伽瑪電壓來修正零閃爍值曲線17，以使零閃爍值曲線17與準基電壓Vcom重疊。
圖10顯示本發明的液晶顯示器32，其包括一面板28、一伽瑪電壓校正電路34及一源極驅動器24。面板28的面板共電極30連接至一接地端，因此面板共電極30上的電壓固定為接地電位GND，換言之，面板28的基準電壓Vcom為接地電位GND。伽瑪電壓校正電路34提供多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023，多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023是用以控制該液晶顯示器的灰階，每個灰階D0-D1023對應一對伽瑪電壓PV0及NV0、PV1及NV1...PV1023及NV1023，伽瑪電壓校正電路34可以根據一校正信號Sc校正多對伽瑪電壓PV0及NV0、PV1及NV1...PV1023及NV1023以使每一對伽瑪電壓的零閃爍值Vzf0-Vzf1023等於基準電壓Vcom，其中校正信號Sc可以從液晶顯示器32的外部提供或是由液晶顯示器32內部的電路即時計算產生。源極驅動器24接收多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023後，依需要將所需的正伽瑪電壓或負伽瑪電壓提供至面板28以決定各像素的灰階。相 較於傳統出廠後就無法調整伽瑪電壓的液晶顯示器，本發明的液晶顯示器32可以透過校正信號Sc來校正伽瑪電壓，因此即使液晶顯示器32在出廠後，因環境或其他因素導致零閃爍值Vzf0-Vzf1023變動而出現閃爍時，液晶顯示器32也可以透過由外部提供或是由內部產生的校正信號Sc來校正零閃爍值Vzf0-Vzf1023，改善閃爍問題。
圖11顯示圖10中伽瑪電壓校正電路34的第一實施例，圖11的伽瑪電壓校正電路34包括儲存單元38、偏移控制器40、校正單元42、數位類比轉換器46及輸出級48。儲存單元38儲存並輸出多個電壓資料Gvd。偏移控制器40透過即時控制匯流排36從液晶顯示器32的外部或是液晶顯示器32的內部電路即時接收校正信號Sc，並根據校正信號Sc決定多個偏移資料Ofd。校正單元42接收來自儲存單元38的多個電壓資料Gvd及來自偏移控制器40的多個偏移資料Ofd，並根據多偏移資料Ofd校正多個伽瑪電壓資料Gvd產生多個校正電壓資料Cvd。校正單元42可以由加法器44構成，加法器44將對應的伽瑪電壓資料Gvd及偏移資料Ofd相加產生校正電壓資料Cvd。數位類比轉換器46用以將多個校正電壓資料Cvd轉換為類比的多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023。輸出級48用以儲存數位類比轉換器46輸出的多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023，並將多個正伽瑪電壓PV0-PV1023及多個負伽瑪電壓NV0-NV1023輸出給源極驅動器24。
圖12顯示圖10中伽瑪電壓校正電路34的第二實施例，圖12的伽瑪電壓校正電路34與圖11的電路同樣包括儲存單元38、偏移控制器40、校正單元42、數位類比轉換器46及輸出級48，此外圖12的伽瑪電壓校 正電路34還包括一回授信號轉換器50。回授信號轉換器50接收並儲存一回授信號Sfb，回授信號轉換器50根據回授信號Sfb產生校正信號Sc給偏移控制器40。回授信號Sfb可以由面板28提供，且該回授信號Sfb可以藉由檢測每一個伽瑪電壓PV0-PV1023及NV0-NV1023所產生的亮度來產生，因而可以即時控制校正信號Sc，進而即時校正零閃爍值Vzf0-Vzf1023。圖13顯示圖12電路的不同配置，在圖13中回授信號轉換器50是配置在伽瑪電壓校正電路34的外部，並透過即時控制匯流排36將校正信號Sc傳送給伽瑪電壓校正電路34。

Claims (9)

  1. 一種液晶顯示器，包括：一面板，具有一面板共電極連接至一接地端，該面板共電極上的電壓為該面板的基準電壓；一伽瑪電壓校正電路，提供多對伽瑪電壓用以控制該面板的灰階，並根據一校正信號校正該多對伽瑪電壓以使每一對伽瑪電壓的零閃爍值等於該基準電壓，其中每一對伽瑪電壓包含對應相同灰階的一正伽瑪電壓及一負伽瑪電壓，而該零閃爍值為讓該正伽瑪電壓及負伽瑪電壓呈現相同亮度的電壓值；以及一源極驅動器，連接該面板及該伽瑪電壓校正電路，接收該多對伽瑪電壓，並將所需的伽瑪電壓提供至該面板。
  2. 如請求項1的液晶顯示器，其中該伽瑪電壓校正電路包括：一儲存單元，儲存並輸出多個電壓資料；一偏移控制器，根據該校正信號決定多個偏移資料；一校正單元，連接該儲存單元及該偏移控制器，根據該多個偏移資料校正該多個電壓資料產生多個校正電壓資料；一數位類比轉換器，連接該校正單元，轉換該多個校正電壓資料產生該多對伽瑪電壓；以及一輸出級，連接該數位類比轉換器，儲存該多對伽瑪電壓並輸出該多對伽瑪電壓給該源極驅動器。
  3. 如請求項2的液晶顯示器，其中該伽瑪電壓校正電路更包括一回授信號轉換器連接該面板及該偏移控制器，根據一來自該面板的回授信號產生該校正信號給該偏移控制器。
  4. 如請求項1的液晶顯示器，更包括一回授信號轉換器連接該面板及該伽瑪電壓校正電路，根據一來自該面板的回授信號產生該校正信號給該伽瑪電壓校正電路。
  5. 如請求項1的液晶顯示器，其中該基準電壓不被一運算放大器的輸出端所控制或調整，且該運算放大器具有一輸入端接收一與該基準電壓相關的回授信號。
  6. 一種液晶顯示器的伽瑪電壓校正方法，該液晶顯示器具有多對伽瑪電壓用以控制該液晶顯示器的面板的灰階，該伽瑪電壓校正方法包括下列步驟：將該液晶顯示器的接地電位設定為基準電壓；以及根據一校正信號調整該多對伽瑪電壓，以使每一對伽瑪電壓的零閃爍值等於該基準電壓，其中每一對伽瑪電壓包含對應相同灰階的一正伽瑪電壓及一負伽瑪電壓，而該零閃爍值為讓該正伽瑪電壓及負伽瑪電壓呈現相同亮度的電壓值。
  7. 如請求項6之液晶顯示器的伽瑪電壓校正方法，其中，該根據一校正信號調整該多對伽瑪電壓的步驟包括：提供多個電壓資料；根據該校正信號決定多個偏移資料；根據該多個偏移資料校正該多個電壓資料產生多個校正電壓資料；以及根據該多個校正電壓資料產生該多對伽瑪電壓。
  8. 如請求項6之液晶顯示器的伽瑪電壓校正方法，更包括根據一來自該面板的回授信號產生該校正信號。
  9. 如請求項6之液晶顯示器的伽瑪電壓校正方法，其中該基準電壓不被一運算放大器的輸出端所控制或調整，且該運算放大器具有一輸入端接收一與該基準電壓相關的回授信號。
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